摘要:本文基于某工程施工案例,就该工程当中路基抗滑桩的检测方法进行了论述,总结了在这一工程当中路基抗滑桩出现裂缝的原因,并对其治理方法进行了介绍,希望能够为从事此项工作的技术人员带来一定有价值的参考。
关键词:抗滑桩;裂缝;成因;整治措施
伴随着我国科学技术的不断进步,在针对滑坡道路进行治理的过程中,锚索抗滑桩、普通抗滑桩以及钢结构抗滑桩等各种类型的抗滑桩都得到了十分广泛的应用,并收获到了较为理想的效果。但必须要注意的是,由于工程环境、抗滑桩本身质量等方面因素的影响,很多抗滑桩在使用时发生了桩身开裂的情况,由此造成了钢筋腐蚀等质量隐患。因此,针对路基抗滑桩的裂缝成因进行查找,并基于问题原因进行有针对性的治理,便成为了相关技术人员所必须要思考的重要问题。
一、工程简介
选取该工程路基左方12根抗滑桩(均为人工挖孔桩),经检测,这些抗滑桩的混凝土强度级别为C25,护臂混凝土强度级别为C25。桩身长度为13.5m-27m,抗滑桩裸露部分高度为7.5-14.1m。
场区位于构造剥蚀高中山地貌区,属于深切峡谷地貌,河流侵蚀堆积地貌仅在岷江及杂谷脑河谷发育地势较为平坦。设桩位置位于岷江右岸基岩陡坡下方,坡度为40°左右,坡表多杂草均为基岩裸露出露为花岗岩,岩体受构造影响严重,构造节理裂隙发育,岩体破碎。施工路段的位置位于我国四川省,温暖、湿润和多雨的亚热带气候区向大陆性高于季风气候区的过渡带上,区内多年 平均气温15°C,最高气温34°C,最低气温一5°C;年平均降雨量为502. 6?875. 8mm,多集中在5? 10月,占全年降水量的86. 6%,年平均蒸发量为900?1000mm。当地地表水的主要类型为冲沟沟水,因为大气降水存在有很多的不稳定性,所以当地降水量受到季节因素的较大影响,通常夏季降水量较大,冬季降水量较小。综合以上因素,可以发现,在施工路段当中,地下水的主要类型为基岩裂隙渗水和岩溶渗水,通常无侵蚀性。
二、该工程路基抗滑桩裂缝检测方法
(一)现场测量法
这种方法主要是针对抗滑桩暴露在空气当中部分的尺寸、裂纹位置、裂纹大小等进行测量,一般采用钢尺作为工具。按照施工现场的检测结构,抗滑桩设计尺寸和抗滑桩横截面积尺寸向匹配,除了1#和12#抗滑桩没有出现肉眼可见裂缝一位,其他抗滑桩均出现了不同长度规格的裂缝。这些裂缝的位置,都在抗滑桩工字型锁口边缘和腹板连接的位置,并且在2#、5#和12#抗滑桩当中,都产生了贯通性的裂缝,这些裂缝最大宽度超过5mm,最小宽度为0.5mm。
(二)低应变反射波法
在使用过现场测量法以后,施工单位还使用了PIT设备对抗滑桩桩体的自身完整性进行了检测。针对设备测量所获取的波形,凭借对时域和频域的科学分析,就抗滑桩所反射的信号进行判定,计算抗滑桩中的平均波速,由此判定抗滑桩桩身的完整性。
对抗滑桩桩身开展低应变反射波检测,如图1所示,该图即为10#抗滑桩的波形,在该图中,可明显观测到抗滑桩桩端有较为明显的声波反应,其波速为2704m/s,该抗滑桩长度为20m,通过检测结果可以断定,10#抗滑桩整体质量较为完整,属于1级合格抗滑桩。
图1 10#抗滑桩低应变波形图
经过结果分析,所测量的抗滑桩桩端均出现了较为明显的反应,其波速范围为2704-3240m/s,所以可以推断出,所有抗滑桩,均为1级合格桩。同时设计长度和桩身长度保持一致。
(三)地质雷达法
在该工程当中,还使用了LTD-2100型地质雷达,来对抗滑桩垂直方向裂纹的深度,进行了检测。在天线频率设置环节当中,技术人员分别使用了400M和900M两种频率,以便于在实验过程中相互验证。
(四)检测结果分析
根据以上三个步骤的检测,在该工程抗滑桩裂纹成因分析中,可以得出如下结果。第一,抗滑桩桩顶横截面积规格和原有的设计规格是相同的。第二,抗滑桩桩身长度和设计长度相同,同时抗滑桩整体保持着相对完整的状态,属于1级合格抗滑桩。第三,抗滑桩锁口厚度控制在0.60-0.64的范围之间,与原有设计尺寸规格基本保持一致。第四,抗滑桩之间的间隔距离为5.5m,第五,在该工程当中,除了两端的抗滑桩没有产生裂缝,其他的抗滑桩都出现了不同程度(在宽度和深度方面存在差异)的裂缝,绝大多数裂缝的位置,都出现于工字型锁口边缘位置和腹板之间的连接处,检测到的最大裂缝宽度为5mm,最小裂缝宽度为0.5mm,裂纹基本将锁口贯穿。
三、路基抗滑桩裂纹形成原因分析
按照我国颁布的《路基支挡机构设计规范》的要求,可知在该工程当中,抗滑桩的承受能力均满足国家所规定的质量要求。同时就检测结果进行分析,可以发现,抗滑桩本身没有质量缺陷,抗滑桩状态整体质量较好。按照计算结果,抗滑桩桩体、挡板承载能力是达到了在满负荷承载状态下的要求的,但是抗滑桩的锁口挂件自身不能够被用于传递负荷的部件,挡板传递负荷时凭借挡板和抗滑桩桩体的预埋钢筋连接,直接作用于抗滑桩桩体上的。综合裂缝产生的部位,可以十分明确的得出裂缝产生的原因,是因为外挂式挡土板和抗滑桩本身的预埋钢筋,连接不够牢固,导致挡土板所传输的土压力没有能够有效的传送到抗滑桩本身,导致抗滑桩锁口挂件也过多受力,并且在抗滑桩边缘和腹板连接处是相对薄弱的位置,按照对所谓承载压力计算的结果,使得抗减压能力没有达到实际荷载的需要,导致其受力在超过某一临界点时产生了裂纹。
就两端抗滑桩桩体没有产生裂纹的原因进行分析,首先是因为两端抗滑桩桩体暴露于空气当中的部分相对较少,挡土板后土推力相对较低,即便挡土板和桩体之间没有进行稳固的连接,但是因为其抗剪切承受力达到了设计要求,所以在这两端,抗滑桩不容易形成裂缝。综合以上原因,可以得出,在该工程当中,抗滑桩产生裂缝的主要原因是因为挡土板和抗滑桩桩体当中预埋钢筋没有稳固连接,在挡板后土推力的效果下,锁口受力过大所导致的。
四、抗滑桩裂缝的治理方法
基于抗滑桩裂缝出现的原因,在最大限度降低对抗滑桩桩体移动的前提下,为了让抗滑桩桩体和挡土板进行稳固的连接,因此可选择采用桩体注浆修补的方式对其进行加固。
首先,针对抗滑桩当中所存在的裂缝,使用低压注浆的方式进行修补,之后把所有混凝土外表面进行涂膜处理,所选用的注浆浆液通常为比抗滑桩混凝土强度高1个级别的水泥浆。其次,在制作封缝浆时,需将封缝胶和封缝粉的比例控制为1:1.3,注浆间隔距离为50公分。接下来,施工单位需要基于挡板内力的运算结果(该工程当中,挡板的最大剪力为117kN,)使用对应规格的钢绞线,本工程使用直径为15.24mm规格的钢绞线,其负荷承载能力为230kN,超过挡板内力最大值。结合以上运算结果,施工单位在每一个抗滑桩当中的挡板位置,设立了一个直径为15.24mm,长度为2m的锚索。锚索需要贯穿抗滑桩下的岩石层,把挡土板、桩体以及锁口稳定在一定,让挡土板后土所承受的压力可以直接传输到桩体当中,让锁口在工作过程中不再成为受力部分,保证以后工程在正常使用的过程中裂缝不再发展。
结束语:
在该工程案例当中,施工单位凭借详细周全的分析方法,有效找出了抗滑桩产生裂缝的具体原因,在进行修复作业后,达到了较为理想的效果。希望通过该案例的推广,能够让这一抗滑桩裂纹治理方法得到有效推广普及。
参考文献
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论文作者:孔令睿
论文发表刊物:《防护工程》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/23
标签:裂缝论文; 路基论文; 裂纹论文; 工程论文; 挡板论文; 位置论文; 原因论文; 《防护工程》2018年第6期论文;